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2011/10/06 16:16:49瀏覽448|回應0|推薦3 | |
瑞典皇家科學院昨公布今年諾貝爾物理獎得主,美國科學家裴穆特、施密特與芮斯,因細心鑽研遙遠銀河中的數十顆超新星、揭露「宇宙正加速膨脹」而獲殊榮。依其推論,宇宙最後會冰封且天空黑暗無光。 【摘要10.5.2011蘋果 羅彥傑】瑞典皇家科學院昨公布今年諾貝爾物理獎得主,美國科學家裴穆特、施密特與芮斯,因細心鑽研遙遠銀河中的數十顆超新星、揭露「宇宙正加速膨脹」而獲殊榮。依其推論,宇宙最後會冰封且天空黑暗無光。 瑞典皇家科學院表示,裴穆特(Saul Perlmutter)將分得總獎金1千萬瑞典克朗(約4400萬元台幣)的一半,施密特(Brian Schmidt)與芮斯(Adam Riess)則共分另一半。施密特在接獲電話報喜時,正在澳洲坎培拉和家人晚餐。 加州大學柏克萊分校的裴穆特1988年率領「超新星宇宙論計劃」團隊,澳洲國立大學天文物理學家施密特與約翰霍普金斯大學天 「超新星」即爆炸中的恆星。物理學家數十年來都認為宇宙膨脹速度愈來愈慢,這意謂宇宙數十億年內在許多方面都與今日雷同。但裴穆特等人的觀測顯示,逾50顆遙遠的超新星散發的光較預期微弱,這顯示宇宙正加速度膨脹,推翻物理學界的基本預設。 皇家科學院在頌詞說:「近一世紀來,已知宇宙膨脹是因為約140億年前大爆炸的結果。然而,發現了此一膨脹正加速進行,實令人震驚。如果膨脹持續加速,宇宙最後會冰封。」 皇家科學院說,3位得主都對自身發現感到吃驚,因為原預期宇宙膨脹速度放緩,但結論卻是遙遠銀河正以加速度拉開與彼此的距離。宇宙膨脹速度一開始確實放慢,但自50億年前加快速度,主要是受到暗能量影響。暗能量一開始只是宇宙一小部分,但隨著物質被稀釋,暗能量已構成宇宙絕大部分,超過7成,且目前仍是物理學界的最大謎團。 國立自然科學博物館館長孫維新昨說,今年諾貝爾物理獎得獎研究不但描繪宇宙實際情況,也建立新宇宙觀,對天文物理學界至為重要。中研院天文所助理研究員呂聖元也表示,超新星爆炸研究讓人類了解宇宙起源及演化史,也進一步了解宇宙物質與能量分布情況,讓科學家對於宇宙未來演化發展有不同的推論,非常具有突破性。 孫維新指出,當一個質量比太陽大七、八倍以上的恆星走入晚年,會發生超新星爆炸。超新星分四種,這次獲獎研究觀察的是Ιa類型的超新星,該類超新星是以紅巨星與白矮星互繞的雙星系統組成,當白矮星承受紅巨星釋放出的物質,達到一定界限時就會爆炸。 孫維新說,天文學家可透過觀察爆炸亮度來計算各星系內的超新星位置、距離,藉此描繪出宇宙3D模型,了解宇宙真實狀況與演變過程。 獲獎的施密特前年曾受邀來台,在全球天文年活動中演講,講題就是超新星研究。孫維新回憶,當時Schmidt的演說,引發很多民眾興趣,沒想到真以該主題獲諾貝爾獎。 諾貝爾物理獎 得主小檔案 ◎裴穆特 Saul Perlmutter 研析心得: 試以熱力學原理分析天文物理。 1. 熱力學第一定律,宇宙的能量是恆定的。宇宙140億年前大爆炸之前,物質彼此緊密結合的能量(類似化學鍵)釋放出來,造成了宇宙膨脹。 2. 熱力學第一定律也主張,能量會從一種形式轉變為另一種形式,但是轉換過程不會無故創造出能量,能量也不會憑空消失。宇宙膨脹的過程,每一團星雲、星系、星球等物質,依據它們的慣性、質量運動,有可能碰撞,有可能獨立疏離,也有可能互相吸引,這就是造成宇宙膨脹速度時快時慢的原因,這也是天文物裡學家講不清楚的「暗能量」。 3. 三位諾貝爾獎得主觀察到超過逾50顆遙遠的超新星散發的光較預期微弱,這顯示宇宙正加速度膨脹,遙遠銀河正以加速度拉開與彼此的距離。這符合熱力學第二定律認為:宇宙的「亂度」是持續增加的。 4. 宇宙中所有的星球正在追求獨立、自由,讓自己與其他星球的距離處於最合理、力量最均衡、最獨立自主的狀態,因此愈來愈分散。 5. 為什麼宇宙最後會冰封且天空黑暗無光?當所有的星球都與其他的星球保持最恰當的距離,不再活動調整距離時,星系間全都停止互動,整個宇宙亂度逐漸變成0,這樣的宇宙非常有秩序,星球與星球之間緊緊互相吸引,如同完美晶體。 6. 由於宇宙的所有物質已經不再劇烈運動了,物質的能量不會透過運動、碰撞轉換成熱能釋放出來,因此宇宙的溫度下降到絕對溫度的0度(- 7. 為什麼有些物理學家認為宇宙膨脹速度愈來愈慢,有些物理學家認為宇宙正加速度膨脹? 8. 任何的物質在進行擴散作用的時候,它是不是呈現一個完美球狀的大小、持續作擴散呢?當然不是,絕大多數的物質應該是呈現不規則的擴散狀態,也就是說有些地方膨脹得稍微快一點,有些地方膨脹得稍微慢一點。每一個天文物理學家觀察的方位不同,就可能發現不同的天文現象。 |
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